大学物理（少学时） 第4版 课件 1力学 第01章 质点运动学01

1第一篇力学(mechanics)第一章质点运动学第二章质点动力学第三章刚体的定轴转动第四章狭义相对论基础2第一章质点运动学1.1参考系位置矢量1.2速度加速度1.3圆周运动1.4相对运动

3第一章质点运动学(kinematics)§1.1参考系位置矢量一、参考系和坐标系

为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系。1参考系

选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不同，这就是运动描述的相对性。“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”42005美国测试波音P-8A海上飞机的风洞试验(相对运动原理的应用)5（1）坐标系为参考系的数学抽象。（2）在同一参考系中不同的坐标系下，运动形式相同，数学表述可不同。极坐标系直角坐标系OxyZPrP

Ox——常用的坐标系2坐标系（CoordinateSystem）

固结在参考系上的一组有刻度的射线、曲线或角度。6

质点具有理想性、抽象性和相对性的特点。

如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转动和形变，就可以把物体当作是一个具有质量的点（即质点）来处理。

3.质点(particle)质点的运动可以表征整体运动的主要特征；质点集中了运动主体的全部质量；7二、位置矢量运动方程位移1位置矢量(positionvector)位矢的值为

确定质点P某一时刻的空间位置的物理量称位置矢量,简称位矢。位矢的方向余弦直角坐标系中：yxznAB

Poxyz8P2运动方程分量式从中消去参数得轨迹方程

物体的运动方程和轨迹方程与坐标系的选择有关。93位移(displacement)BABA经过时间间隔后，质点位置矢量发生变化，由始点A指向终点B

的有向线段AB

称为点A

到B的位移矢量。位移矢量也简称位移。10

位移的大小为BA所以位移若质点在三维空间中运动，则在直角坐标系中其位移为4路程(distance):质点实际运动轨迹的长度。又11位移的物理意义（1）

反映物体在空间位置的变化,与路径无关，由质点的始末位置决定。（2）反映了运动的矢量性和叠加性。注意:

位矢长度的变化12位移与路程的异同（2）一般情况,位移大小不等于路程。

（3）位移是矢量,路程是标量。（4）什么情况？不改变方向的直线运动；（1）P1P2

两点间的路程是不唯一的；而位移是唯一的。13第一章质点运动学1.1参考系位置矢量1.2速度加速度1.3圆周运动1.4相对运动

14速度方向：质点运动轨道上该点的切线方向，并指向前进方向一侧。速度大小：速度：是描述物体运动快慢程度和方向的物理量。ABΔs一、速度(velocity)

§1.2速度加速度1平均速度(averagevelocity)2瞬时速度(instantaneousvelocity)15思考题：

一运动质点在某瞬时的矢径为，其速度大小为

？（A）（B）（B）（B）（C）（D）3

瞬时速率(instantaneousspeed)161平均加速度与同方向。——反映速度变化快慢的物理量。

单位时间内的速度增量即平均加速度2瞬时加速度（加速度）二、加速度(acceleration)zxyoAB方向:指向轨道曲线凹下的一侧。17加速度大小质点作三维运动时加速度为18O问吗？

讨论1：因为所以而例匀速率圆周运动所以19吗？

讨论2：有速度方向变化速度大小变化在Ob上截取20求导求导积分积分质点运动学两类基本问题

1.由质点的运动方程可以求得质点在任一时刻的位矢、速度和加速度；2.已知质点的加速度以及初始条件（即：初始速度和初始位置）,可求质点速度及其运动方程。21例1.

已知质点的运动函数为其中，A、B、

均为正的恒量。求：（1）质点的速度和加速度。（2）指点的运动轨迹。解：（1）由速度的定义，可得：由加速度定义，可得：22（2）将运动函数写成参数方程合并两式，消去时间t，即可得轨迹方程为运动轨迹为长、短轴半径分别为A、B的椭圆。23例2.

一艘正在行驶的快艇，在发动机关闭后，有一个与它速度